[发明专利]用于三阶段心房心律转复治疗的方法和装置

说明书

技术领域

本公开通常涉及房性心律失常的治疗，例如心房纤维性颤动（“AF”）和心房扑动（“AFl”）。具体来说，本公开涉及利用可植入装置发出低能电刺激的装置和方法，所述可植入装置传递三阶段心房心律转复治疗从而破坏并终止维持AF和AFl的折返机制。

背景技术

心房快速心律失常是最常见的房性心律失常，目前估计有大约230万美国人患有此病。心房快速心律失常有两种主要形式：AF和AFl，分别地，其慢性病形式的发生比率大约为10：1。当前项目研究显示，到2050年，将有1,200万到1,500万美国人罹患AF。血栓栓塞性中风、充血性心力衰竭（“CHF”）、认知功能障碍以及可能增高的死亡率等已有详细描述的临床结果增加了此问题的严重性。

很多不同因素可能促使AF和AFl的发生并持续。某些心脏疾病容易诱使患者患上AF，包括冠状动脉病、心包炎、二尖瓣病、先天性心脏病、充血性心力衰竭、甲状腺毒性心脏病和高血压。这些疾病中的很多都被认为是通过增加心房压力和/或引起心房扩张而促使AF发生。AF同样也会发生在没有任何明显心脏病或全身疾病的个体，这种情况被认为是“孤立性AF”，其主要涉及自主神经系统。

AF和AFl是通过折返机制来维持的。具体地，心房组织持续的自我激发，产生了折返，即：循环或者类旋风型的兴奋。AFl通常被定义为宏观折返回路，其能够围绕功能块或解剖线旋转。主要的解剖结构通常用于定义一个或多个同步折返回路，包括右心房内上下腔静脉之间的区域和左心房内肺静脉区域。如果折返周期时间（CL）持续相对较长，一对一的传导能够保持遍及整个心房并且能够观察到AFl。然而，如果折返回路周期时间足够短，由折返回路产生的激发波会在心房组织周围结束，并继发AF。AFl或AF期间的电描图形态取决于引起心律失常的折返回路的解剖学位置和频率。

AF和AFl之间存在明显的交互作用。AFl被定义为存在独立、持续并稳定的折返回路。另一方面，AF是由于随机的激活，其中主循环型（母转子）的多个折返微波按局部兴奋性、耐热性和解剖结构确定的方向连续循环。AF能够转换为AFl，反之亦然，这种转换是自发的或者是干预的结果，所述干预可以是施用药物、直流心脏复律或者心房起搏。

AF是世界上最常见的临床心律失常，并且是老年人发病率和死亡率增长的潜在原因。尽管存在一些药物治疗的选择，但是对于一些患者，尤其是那些突发的AF患者，药物治疗是无效的。另外，抗心律失常药物有严重的促心律失常的副作用。因此，需要AF的非药物治疗。

AF药物治疗的一种替代方法是心脏消融术。尽管消融技术有很大进展，但这些方法并非没有风险。所述风险包括心脏穿孔、食管损伤、栓塞、膈神经损伤以及肺静脉狭窄。目前市场上还有治疗心房快速心律失常的可植入装置。这些装置中的一些应用于近场超速起搏，也称为抗心动过速起搏（“ATP”）；常规的高能远场除心脏纤维性颤动电击；或两者的结合。如上所述，例如在授予Combs等的美国专利号5,562,708中，ATP的工作原理是在单个起搏点，以根据经验选定的频率，传递一个刺激心脏起搏的爆发，从而刺激折返回路的可激性空隙，中断并终止该回路。

例如在授予Adams等的美国专利号5,265,600，授予Ayers的美国专利号5,676,687，授予Park等的美国专利号6,510,342，授予Ujhelyi等的美国专利号6,813,516和授予Kroll的美国专利号7,079,891和7,113,822的专利中，公开了已经计划将远场电极和通称远场超速起搏输送的ATP的可替代的种类用于可植入装置。授予Ayers的美国专利号5,676,687和授予Mehra等的美国专利号6,185,459的专利中都公开了超速起搏装置，其用近场电极代替远场电极输送。在这些专利中公开的超速起搏装置用于配合常规种类的除心脏纤维性颤动治疗，其中超速起搏用来预防AF的复发。

尽管ATP能够对较慢的AFl起作用，但是ATP的效力在周期时间低于约200微秒（“ms”）时会降低，并对于较快的AFl和AF失效。当起搏器电极线设置远离折返回路一段距离，并且引起起搏的波阵面在到达回路前消失时，ATP就会失效。对于较快的心律失常，发生概率极高。此外，例如在授予Warren的美国专利号6,091,991，授予Rodenhiser等的美国专利号6,847,842，授予Wagner等的美国专利号7,110,811，授予Chen等的美国专利号7,120,490的专利中公开了远场ATP的持续应用已知可能诱导心室纤维性颤动，虽然ATP的定时输送能够减少诱导心室纤维性颤动的可能性和潜在的AF复发。